Artykuł opublikowany pod adresem: http://gigawat.net.pl/article/articleprint/355/-1/41/
|
Informacje
Numery
Numer 05/2004
W ostatnich latach mikroturbiny zyskały opinię dopracowanej technologii i śmiało wkraczają do różnych obiektów komunalnych oraz przemysłowych, w których wymagane jest niezawodne, niezależne wytwarzanie energii elektrycznej i/lub cieplnej po konkurencyjnych cenach. Do europejskich liderów tej technologii należy brytyjska firma Bowman Power, założona w 1994 r. z zamiarem produkcji mikroturbin. Obecnie w jej ofercie znajdują się urządzenia o mocy 50-115 kW, zaś w przyszłości planuje się stopniowe poszerzanie tego zakresu. Ostatnio mikroturbiny tego producenta doczekały się szeregu oryginalnych aplikacji.
Jeden z większych ośrodków sportu i rekreacji w Londynie wykorzystał mikroturbinę typu TG80CG do wytwarzania mocy elektrycznej 80 kW i cieplnej 150 kW dla potrzeb własnych obiektów i urządzeń, w tym basenu, hali sportowej i innych sal. Ta oryginalna instalacja energetyczna o sprawności 80 proc., została uzupełniona konwencjonalnym kotłem dla pokrywania szczytowych obciążeń cieplnych. Sama mikroturbina jest tylko nieco bardziej złożoną konstrukcją niż typowy turbogenerator małej mocy. Tym, co wyróżnia to urządzenie wśród klasycznych maszyn tego rodzaju, jest wysokoobrotowa czterobiegunowa prądnica samowzbudna i dedykowane oprogramowanie sterujące pracą zespołu.
Alternator wykonano z metali ziem rzadkich o wyjątkowo dużej gęstości, co pozwoliło na tak znaczną redukcję elementów, że wirniki turbiny i prądnicy umieszczono na jednym wale, eliminując w ten sposób kłopotliwą przekładnię mechaniczną. Ten jednowałowy zespół wiruje z prędkością ponad 100 000 obr./min. wytwarzając napięcie wyjściowe o częstotliwości w granicach 1000 do 3000 Hz. Specjalny przekształtnik energoelektroniczny zamienia je na napięcie o częstotliwości sieciowej 50 lub 60 Hz oraz idealnym sinusoidalnym kształcie i wartości. Tym samym zespół staje się niezawodnym źródłem zasilania o jakości spełniającej najbardziej rygorystyczne wymagania.
Bowman Power oraz inni wytwórcy produkują mikroturbiny w dwóch zasadniczych rodzajach: bez/i z odzyskiem ciepła spalin. W mikroturbinach bez odzysku ciepła sprężona mieszanka gazu ziemnego i powietrza jest spalana przy stałym ciśnieniu, a uzyskany strumień gorących spalin rozpręża się w turbinie gazowej napędzając generator. Układy te realizują prosty cykl termodynamiczny, są tańsze i zarazem bardziej niezawodne od mikroturbin z odzyskiem ciepła. Te ostatnie urządzenia posiadają wymiennik, w którym część ciepła zawarta w strumieniu spalin wylotowych z turbiny zostaje przekazana wlotowemu powietrzu. Dzięki temu mikroturbiny z odzyskiem ciepła odznaczają się wyższą sprawnością (oszczędność paliwa sięga 30-40 proc.), porównywalną z elektrociepłowniami na bazie silników Diesla.
W niektórych rozwiązaniach wymiennik ciepła spaliny/powietrze zastąpiono kotłem wytwarzającym gorącą wodę. W innych aplikacjach strumień wylotowy spalin mikroturbiny bez odzysku ciepła jest kierowany do pieca, eliminując tradycyjne palniki gazowe. Poszczególne podzespoły opisywanej mikroturbiny typu TG80CG pokazano na zdjęciu. Poniżej przedstawiono powszechnie stosowane mikroturbiny innego producenta – firmy Capstone.
Obecnie na świecie oferowane są mikroturbiny o mocach w zakresie 25-250 kW i sprawności wytwarzania energii elektrycznej rzędu 30 proc. Przy skojarzonym wytwarzaniu energii elektrycznej i cieplnej wskaźnik ten może osiągnąć 80 proc.
Mikroturbiny mają wiele zalet i dają szereg korzyści, zwłaszcza stosowane w energetyce rozproszonej małej mocy. Niewielka liczba elementów wirujących i ruchomych, kompaktowa budowa, małe gabaryty i waga - ułatwiają montaż i konserwację. Jednocześnie bardzo niska emisja zanieczyszczeń i poziom hałasu zezwalają na ich wykorzystanie praktycznie w każdym obiekcie.
Zapotrzebowanie na mikroturbiny będzie wzrastać w szybkim tempie i w 2005 r. wartość oferowanych urządzeń tego rodzaju na światowych rynkach osiągnie 700 mln dolarów.
B. Evett, Coming of age, International Power Engineering, 7/2002.
Artykuł opublikowany pod adresem: http://gigawat.net.pl/article/articleprint/355/-1/41/
|
Copyright (C) Gigawat Energia 2002
|
